基于WinAC的高压防爆开关保护测控系统设计

　　伴随微电子、微机、PLC、网络技术以及控制技术的发展，煤矿现代化和自动化已成为我国煤矿企业发展的趋势，煤矿供电系统作为煤矿自动化系统中极其重要的一部分，自动化、智能化的程度也必然越来越高。因此以往煤矿井下高压供电系统的高压防爆开关的综合保护装置的缺陷也日益暴露出来，例如可操作性较差、可靠性不高、升级改进困难等等，这已经远远不能满足井下高压供电系统自动化发展的需要。本文就是基于上述各种情况，运用西门子软PLCWinAC、WinCC6.0和必须的硬件，实现了集测量、控制、保护、通信功能于一体的高压防爆开关保护测控系统装置。

　　1 智能型保护装置的主要功能分析

　　经过对煤矿高压供电系统的实际调研，智能高压隔爆开关保护装置最好集“检测、控制、保护、通信”4功能于一体。

　　具体主要功能与特点描述：

　　1)检测功能。能够精确实时检测电网运行中的参数，如Ua、Ub、Uc等。

　　2)控制功能。具有就地与远程控制功能。

　　3)保护功能。能与10/6kV电压等级的高压防爆开关配套使用，可完成、过载、短路、欠压等多种保护功能，且漏电保护具有选择性。

　　4)通信功能。装置具有Profibus-DP通信接口，可以实现远程数据采集、操作功能，这样便于实现矿井管理的现代化。

　　5)事件及故障记忆功能。每次调整的各项保护功能参数与故障信息均记忆保存，下次上电或系统复位时自动提取上一次设定的参数。

　　6)自检功能。软硬件自检功能，如有问题，系统给出相应的出错信息。

　　7)Window XP Embedded嵌入式实时操作系统的嵌入式PC平台，提供强大的人机交互界面，保证系统的实时性，可靠性。

　　2 硬件系统设计

　　该系统采用西门子基于PC控制的自动化解决方案，在该解决方案中工业控制计算机是整个控制系统的核心，即以装有西门子公司的Win-AC RTX的工业PC机为核心，另外配置了数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块等。系统硬件框图如图1所示，工控机上安装了SIMATICW-inAC、WinCC6.0组态软件，Net Working for System软件与STEP7/编程软件。

　　1)SIMATIC WinAC RTX处理单元该处理单元性能极高，有较好的实时性。其高性能体现在高速控制应用运算时仅占用微处理器的较少资源。除了处理控制任务，CPU还有足够的资源运行其他大量需要并行处理的复杂的PC任务。SIMATIC WinAC RTX(软件PLC)，在PC上能实现硬件PLC的功能，替代了传统的硬件PLC，实现了基于PC的开放的控制系统设计。运用它实现了将PLC控制、数据处理、通讯、可视化集成于一台PC机上。软件方面支持各种开放性协议，例如：OPC、DDE、COM/DCOM、OLE等。硬件方面不仅能够支持各种运动控制产品，而且能够支持各种现场总线系统。